一、前言
在離心泵的應(yīng)用過程中，離心泵填料密封好壞影響著離心泵的使用效果，因此做好離心泵的填料密封改造工作非常有必要，這是提高離心泵填料密封效果的一個(gè)非常重要的辦法。
二、離心泵機(jī)械密封結(jié)構(gòu)原理
首先我們必須要了解離心泵機(jī)械密封原理，其實(shí)主要就是離心泵機(jī)械封是一種對(duì)精密度要求非常高的精密部件，它的整個(gè)制造過程，從設(shè)計(jì)到加工到安裝等等都是有著非常嚴(yán)格的精密度要求的。顧名思義，密封就是利用來防止一些流體外泄的，所以說離心泵機(jī)械密封也是要達(dá)到這樣的一個(gè)效果，所以我們必須要在使用機(jī)械密封的時(shí)候有所考慮，要考慮使用的環(huán)境，必須要考慮機(jī)械密封運(yùn)行時(shí)候的潤(rùn)滑油沒有做好，有沒有達(dá)到應(yīng)該有的一些技術(shù)要求，只有這樣才能保證機(jī)械密封的施工效果，才能保證機(jī)械密封能夠達(dá)到應(yīng)該有的要求，機(jī)械密封簡(jiǎn)單的說就是通過端面密封來達(dá)到應(yīng)該有的密封效果，通過流體壓力，和機(jī)械外加的壓力保持密封，這樣通過一定的相對(duì)滑動(dòng)，就能保持穩(wěn)定的密封狀態(tài)。但是離心泵機(jī)械密封的型號(hào)比較多，也容易出一些故障，而主要的故障就是泄露，我們也對(duì)離心泵機(jī)械密封出現(xiàn)泄露的幾個(gè)基本的點(diǎn)，做了一個(gè)探究，發(fā)現(xiàn)通常情況下機(jī)械密封出現(xiàn)問題都是在這幾個(gè)點(diǎn)上：
（1）運(yùn)動(dòng)和靜止的端面上；
（2）壓蓋與密封泵體之間的密封處；
（3）袖套與泵軸之間的密封處；
（4）壓蓋和靜環(huán)接觸的密封位置；
（5）動(dòng)環(huán)與軸套所接觸的密封的位置。也就是這五個(gè)位置Z容易出現(xiàn)泄漏。
三、缺陷分析
1.填料壓蓋壓力不易控制
在填料函中，盤根數(shù)目一般為6-7根，中間有填料環(huán)。在正常工作時(shí)，必須擰緊填料壓蓋兩側(cè)的螺栓，通過產(chǎn)生預(yù)緊力壓緊填料，使泄漏減少。由于螺栓的松緊程度只能憑手感判斷，壓力大小難以控制且沿圓周方向分布不均，這便造成填料的側(cè)向壓力沿軸向分布不均，過小達(dá)不到密封要求，過大造成填料嚴(yán)重磨損，影響密封的穩(wěn)定性和可靠性。
2.液封結(jié)構(gòu)不合理
用于液封的介質(zhì)來自泵的高壓區(qū)，比其他各處泄漏進(jìn)填料函的液壓高，填料函上部的液封孔離填料壓蓋較近，一般間隔3圈填料，數(shù)量較少，防高壓密封液外泄的難度大。當(dāng)部分填料腐蝕需添加填料時(shí)，新加的填料把舊的填料環(huán)和液封推向填料函內(nèi)部，使液封環(huán)與泵蓋上液封孔錯(cuò)位而失去布液作用。密封液未經(jīng)充分?jǐn)U散而導(dǎo)致處于液封孔外側(cè)的填料承受的壓力較大，密封難度增大。另外，由于填料環(huán)安裝在填料的中間，且填料上的液封環(huán)要求與液封孔相對(duì)，增大了更換填料的難度和工作量。
3.適應(yīng)性受到限制
傳統(tǒng)的填料密封結(jié)構(gòu)不允許轉(zhuǎn)軸有較大的徑向偏擺量，設(shè)計(jì)要求一般小于0.5MM，實(shí)際上，由于操作工況發(fā)生變化，泵在偏離設(shè)計(jì)工況下工作時(shí)，泵軸在密封處的偏擺量相當(dāng)大，過大的偏擺量，必然造成填料與軸套之間較大的間隙，從而加大泄漏，難以保證密封長(zhǎng)期處于穩(wěn)定或可靠的工作狀態(tài)，縮短了設(shè)備運(yùn)行周期。
四、機(jī)械密封失效原因分析
機(jī)封投入正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)封的泄漏量應(yīng)該在允許范圍內(nèi)。在其本身結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、安裝和使用等方面無問題的條件下，其使用壽命應(yīng)該在24000小時(shí)左右。在實(shí)際工作中，機(jī)封的使用壽命在沒達(dá)到該值的情況下就已失效，這是由于工藝條件、設(shè)備運(yùn)行狀況、操作條件和安裝質(zhì)量存在一定問題造成的。
1.泵抽空或汽蝕
抽空現(xiàn)象是由于泵在啟動(dòng)前沒有灌泵或者灌泵不充分、不滿液或介質(zhì)大量汽化，在性能上表現(xiàn)為出口壓力趨近于零，摩擦副因干或半干摩擦而產(chǎn)生磨損失效。拆卸時(shí)發(fā)現(xiàn)動(dòng)靜環(huán)表面有環(huán)狀溝紋、密封圈老化等現(xiàn)象。
由于介質(zhì)溫度過高，介質(zhì)在葉輪入口的低壓區(qū)氣化或氣泡逸出，當(dāng)氣泡隨液體流至高壓區(qū)時(shí)又產(chǎn)生凝聚或氣泡破裂，瞬間內(nèi)周圍的液體以極高的速度沖向原氣泡所占的空間，造成液體互相撞擊，在沖擊點(diǎn)處形成極大的壓強(qiáng)。這種現(xiàn)象稱為汽蝕。其特點(diǎn)是離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生激烈的水力沖擊，表現(xiàn)泵出口壓力有較大幅度的波動(dòng)。汽蝕發(fā)生后，水力沖擊帶動(dòng)密封做迅速的軸向振動(dòng)，使動(dòng)靜環(huán)及輔助密封等零件嚴(yán)重磨損。拆卸檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，彈簧卡住、靜環(huán)離位、輔助密封圈損壞、密封端面嚴(yán)重磨損及石墨環(huán)斷裂的現(xiàn)象。
2.泵振動(dòng)過大
由于制造和安裝精度等原因，所有離心泵都存在著振動(dòng)。振動(dòng)原因主要為轉(zhuǎn)子不平衡、泵與電機(jī)不同心等振動(dòng)可分解為垂直、水平和軸向，其中以軸向振動(dòng)對(duì)機(jī)封的危害Z大。當(dāng)振動(dòng)加劇時(shí)，動(dòng)靜環(huán)之間分離。瞬間的分離在液膜壓力作用下致使密封面開啟，出現(xiàn)大量泄露，如果在這瞬間摩擦副附近介質(zhì)中含有固體顆粒，進(jìn)入密封端面間，會(huì)導(dǎo)致密封端面損壞。
3.泵軸彎曲
機(jī)封是一種旋轉(zhuǎn)軸向的接觸式動(dòng)密封。它是在流體介質(zhì)和彈性元件的作用下，兩個(gè)垂直于軸線的密封端面緊密貼合、相對(duì)旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)?密封效果，因此要求兩個(gè)密封面之間要受力均勻。如泵軸彎曲，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)在機(jī)械密封安裝處產(chǎn)生較大的撓度，使密封面之間的受力不均勻，導(dǎo)致密封發(fā)生泄漏。
4.輔助系統(tǒng)方面
機(jī)封的輔助沖洗系統(tǒng)可以有效地保護(hù)密封面，起到冷卻、潤(rùn)滑等作用。如果泵運(yùn)行后，沖洗系統(tǒng)沒有進(jìn)行投用或者密封沖洗液水量不足，密封端面處于干摩擦狀態(tài)，導(dǎo)致機(jī)封嚴(yán)重?fù)p壞。
5.操作方面原因
啟動(dòng)離心泵時(shí)，如果沒有灌泵或者排氣不充分，沖洗系統(tǒng)不正常投用，都將會(huì)導(dǎo)致機(jī)封失效損壞。
五、離心泵密封的改造過程
1、改造過程
首先我們注意到工廠一般使用的離心泵，采用的密封方式還是比較多的，但是通常情況下主要的使用方式還是盤根式的密封方式，所以我們的改造也就是分局離心泵原有的一些技術(shù)特點(diǎn)來進(jìn)行的，我們改造的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：
（1）清理填料室。我們要進(jìn)行改造，步就是清理工作，因?yàn)橹挥写蜷_蓋進(jìn)行清理，才能保證離心泵內(nèi)部沒有雜質(zhì)，必須要把水封圈也拿掉。這個(gè)工作可以和離心泵修理的工作同步進(jìn)行，就能節(jié)省大量時(shí)間。
（2）離心泵填料室鉆孔。要在填料室加裝上接頭，也必須要加裝上注射孔，才能注射填料，也才能更好地完成注意填料的時(shí)候各種設(shè)備接口的匹配，減少填料過程出問題。
（3）加盤根。通過加盤根的方式，尤其是采用了一些有機(jī)化學(xué)元素制成的盤根，就能夠很好的解決泄露的問題，但是必須要注意加盤根要密封好，不能出現(xiàn)不必要的縫隙，而失去作用。
（4）加填料。可以手動(dòng)的進(jìn)行加料，但是不要加的太緊，Z后合上蓋子，再用填料槍，這樣的效果比較好。
2、改造時(shí)注意事項(xiàng)
（1）改造只能在正壓泵上進(jìn)行。由于如果這樣的改造在負(fù)壓泵上進(jìn)行，就會(huì)導(dǎo)致材料被吸入，造成對(duì)泵的破壞。我們的改造效果普遍比較好。
（2）盤根壓蓋不要太緊。盤根不能太緊，因?yàn)樘盍咸珴M也容易出問題的，所以我們必須要注意要讓盤根有一定的空間。
（3）填料補(bǔ)充。改造完成后也需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，必須要驗(yàn)證改造是否成功，可能在才開始啟動(dòng)的時(shí)候，會(huì)有一些填料被擠出，但是不會(huì)有太大影響，只是需要進(jìn)行一些填料的補(bǔ)充，通過補(bǔ)充來繼續(xù)進(jìn)行工作。填料要分次慢慢進(jìn)行，而且要有一定的間隔時(shí)間，必須要保證填料和軸套要磨合好，才不會(huì)出問題。
（4）對(duì)泵蓋上注射孔接頭的要求。離心泵蓋子上設(shè)置了注射孔，所以說我們就必須要保證填料的注射孔能夠和蓋子配合緊密，必須要壓緊填料以后又蓋緊蓋子。
（5）填料注射的時(shí)候要盡量的溫和一些，不能用力過度，這樣會(huì)造成一定的問題，所以注意不能填料過猛。
3、離心泵改造優(yōu)點(diǎn)
通過改造前后泵的運(yùn)行狀況的比較，此種改造有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
（1）節(jié)約資金。改造過后的離心泵使用效果比較好，能夠節(jié)約很多的資金，而且能夠使用更長(zhǎng)的時(shí)間，也就有更好的耐久性，能夠更好的使用。相比之下改造的資金能夠很快就收回。
（2）維護(hù)量小且方便。離心泵在產(chǎn)生泄漏的話，維護(hù)起來也是比較容易的，能夠在短時(shí)間就進(jìn)行比較好的處理，處理的方式也比以前能夠有很多的改善，便于處理。而且安全性也提高了很多。
（3）密封效果好，安全性高，使用范圍廣，該填料無污染，無毒，潤(rùn)滑性能好，耐磨性高，而且有良好的不滲透性，對(duì)保護(hù)軸套有利。
六、結(jié)束語
總而言之，離心泵填料密封的改造非常重要，針對(duì)目前離心泵填料密封條件不好，質(zhì)量不佳的情況，更加需要明確離心泵填料密封的改造的具體方法，提高離心泵填料密封的改造的效果。
（來源：石油化工設(shè)備管理）
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